0 本田 | 好玩的小排量L系列引擎 —— 思域和GK5的动力之源 - 张家界经过科学技术局
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本田 | 好玩的小排量L系列引擎 —— 思域和GK5的动力之源

发表时间:2018-01-22 23:54 来源:张家界经过科学技术局

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                  L15A1 VTEC

                  今天我们还是来正经聊一聊

                  在一台传统的自然吸气引擎上◇┳■№╃,油气混合后的压力基本上和外界气压持平。

                  然而◎╃┯№◆,和所有本田搭载了VTEC的引擎一样╃△■,L系列引擎从排放┳┲,输出和经济性综合考虑◎╃┯●,最终推出了极高的压缩比╀┳╀◇╂。对于L13A i-DSI§■,本田权威asia vtec给出的数据是相当高的10.8┯╂。

                  排气气门总是维持2气门同步◎■╂,而进气气门可在单气门和双气门之间切换△◎■,因此在表现形式上被称为12气门/16气门系统┯■№。这里很多人对本田VTEC系统都有误解┯◎★。

                  和i-DSI不同的是╂◆※※,L15 VTEC更加注重的是引擎的输出№◆╃。因此在牺牲了低转速区间下动力┲■★◎,L15 VTEC注重的是中转速和高转速下尽可能压榨出这台1.5L引擎的潜力■╀。

                  湍流最终帮助油气混合的完全燃烧◎◆╃,虽然效果不能和i-DSI相比┳┯┯●,但是相比于一般的引擎已经非常出色了┲╃◎。

                  本田L系列引擎

                  这台由本田HPD部门改装而来的赛用发动机重量仅仅只有97.5kg◇№┳,马力则可媲美一些入门级跑车┯●№┳。光光能参与方程式F的赛事的能力╃■★№§,就足以说明这款本田L系列引擎的优秀之处了△┳△╃╂。

                  Ok●■※,这里就要说一些背景知识了△§╀。在很久之前◇╂╂◆△,小C曾经写过一篇文章◇┲◎╀★,关于本田S2000的夭折后续者★◇●△,本田S3700╂※┲※。其中资料显示那款S3700上搭载的引擎是一款本田SOHC引擎┳◇△,单顶置凸轮轴引擎┲△★◎◇。

                  L15A

                  会突然在路上被“挑衅”

                  如果将三摇臂和12气门/16气门系统一起装在一台本田引擎上的话§╃№※,在第二级甚至是第三级凸轮轴打开的时候§╃●№,气门进气量会翻倍╀◆■╂,而与此同时╃※◇◇◇,气门的数量可以翻倍★◎◆,意味着两倍的进气面积◆。这会是多么不可思议的一件事情!

                  L15A7 i-VTEC

                  L12A i-DSI

                  对于单火花塞结构的气缸来说●●△◇,火花塞点燃的时间到油气混合开始燃烧●┲◎,再到油气混合完全燃烧是有间隔的┲┯┯●◎。而在油气混合完全燃烧的时候╃■●┳※,活塞的位置最为重要№┳。

                  在高转速情况下△╀◆,由于引擎转速增压№№┲,意味着活塞的运动速度增加┳§,意味着给气门开合的时间减少┳※◆,意味着能够真正进入气缸的空气减少■№●§№。

                  而由于两支火花塞更加高效率的燃烧§△,同等油气混合的前提下╂┯★,i-DSI能够提供更多的马力■┯┯★,在更大的转速区间提供更充足的扭矩●╀┲,甚至在某种程度上№◇★╀┳,超越了VTEC的效果■┲★。

                  然而在低转速的情况下┳╀※◇,为了能够保证接近375cc的油气混合△◎§,引擎其实需要的是更小的气门面积或者更短的气门打开时间★╂◆。

                  根据ASIAVTEC的解释┲△§,在低转速╂╃△,尤其是拥堵的环境下╀§╂╀,靠近进气气门的火花塞优先点火而靠近排气气门的火花塞稍微延迟点火以保证全程浓厚的油气混合的燃烧■●╀№,从而提供低转速下充足的扭矩╃◇◎。这也是传统VTEC引擎最被人诟病的一点§★◇。

                  而由于上文所说的SOHC紧凑的设计┲◇┳,更棒的进气可以被设计出来用以匹配i-DSI△■。而本田同时也提供SOHC VTEC的技术■╀,如果能够匹配上i-DSI§┯╂◎,可谓是如虎添翼╂┲§。然而技术难题则是相当巨大№※╂┳╃。

                  而在本田的i-DSI中№◇●※,其提供了每缸两支火花塞的设计╃●●※,通过两只火花塞不同的点火时间达到加速燃烧的过程△◆╀,从而减少爆震№╀╀。

                  i-DSI最早用于航空工业╀╂。其的核心是在每个气缸提供两支甚至更多的火花塞■◆№,在提供后备系统的前提下╀,通过多次点火来达到更好的经济性以及更高的排放标准※§┳§┲。

                  D15B SOHC VTEC

                  L系列同时在后期更是推出涡轮版本╀◇§§,可谓是拥有极佳的生命力和通用性◎◆。

                  而对于以B系列和K系列为代表的VTEC引擎╂◇┳,也就是常说的三摇臂布局VTEC引擎№╃╂◎,其的气门数目是永远维持不变的┯№◆╀,即16气门系统●△§。

                  虽然从未用在本田type R这样高端车型上△■※,L系列引擎的名头则一点也不小■◎★。其的旗舰版本L15A7(i-VTEC)在2010年正式成为Formula F(方程式F)的官方赛用引擎■△┯■△。

                  而对于本田以紧凑和轻量化而出名的设计┲╃◎,尤其是前驱车型┯●№§,引擎舱内每一寸都是至关重要的■◆◎■╂,因此△◎■,能够满足轻量化和紧凑设计的SOHC自然成为了L系列第一的选择╀※┲№№。

                  那我们来看看单火花塞结构╂★┳。

                  而对于搭载了VTEC的L系列引擎╂◆※※,其的底子仍然是和i-DSI几乎完全一致的L系列引擎蓝本※┯※。紧凑的设计┲■★◎,狭窄的缸头◎◆╃,超高压缩比┳┯┯●,低阻力涂层◇№┳,塑料材质的进气╃■★№§,用于抵消曲轴的特殊缸头设计●■※,等等△╂△。

                  但是◇╂╂◆△,如果能将i-DSI◇┲◎╀★,三摇臂VTEC和12气门/16气一起整合在一台本田红头上★◇●△,那画面太美┯┯№。

                  在高转速下提前点火┳◇△,从而保证燃烧效率和马力输出§╃№※,兼顾环境排放╀┯★。但是§╃●№,缺陷显而易见╀◆■╂,提前点火是有极限的╃※◇◇◇,超过极限★◎◆,爆震和环境污染超标就等着你了■┲。

                  不明觉厉的有一种“招黑”体质

                  i - DSI

                  VTEC D15B

                  L13A i-DSI

                  而在很久之前●●△◇,在一代技术名机本田三级VTEC D15B上●┲◎,这两套不同的VTEC被融合起来№◇№╀┳。

                  如果在一台1.5L四缸引擎比如L15A上╃■●┳※,最终每个气缸所能够进入的最大最理想空气体积将在375cc左右┳╀※§。由于气压的原因△╀◆,物理角度是无法将超过375cc的体积的空气压进气缸中△△╂。

                  也导致一些真开思域

                  而在高转速下№№┲,所有气门都打开┲△§。在本文作者的感受中┳§,双气门打开时间应该在3500rpm上下★╃§。双起门帮助L15A输出了额外的25%动力╃§╂╀。

                  换句话说┳※◆,即使是输出取向的L系列引擎§△,其因为保有L i-DSI的特征╂┯★,仍然能够提供相当不错的燃油经济性■■№。

                  在最初为本田VTEC发扬光大的B系列引擎■┯┯★,尤其是杀手中的杀手B16A上开创了3摇臂布局后●╀┲,紧接着在经济化取向的D系列引擎№◇★╀┳,尤其是D15B上首次使用了12气门/16气门系统后┳╀※◇,很多人就自然地将3摇臂系统视为真正的运动取向型VTEC◇┯。

                  用来日常代步接送孩子的司机们

                  各种“秒天秒地”的言语满天飞

                  B18 VTEC Mini Cooper

                  而将12气门/16气门系统和经济型VTEC联系在一起╀╀。因此一说到1气门/2气门系统△◎§,总是“这是经济型车┲△§,和运动无关”的态度§┯╂◇。其实╂╃△,这是带有主观色彩的偏见●◇●■╃。

                  为了调节这一问题╀§╂╀,对于非VTEC的车型而言■●╀№,其唯一的办法就是在调整进气气门和排气气门的开关时间的基础上┲◇┳,优化气门面积■╀,从而在低转速§┯╂◎,中转速№◇●※,高转速区间中选择一个区间╃●●※,而兼顾另外一个区间●◎※┯△。

                  而如果各位前往本田HPD研发部门官方△◆╀,不仅仅可以证实S3700使用的是SOHC的引擎■◆№,更会发现即使是方程式F中那款L15A7 i-VTEC赛用引擎╀,使用的仍然是SOHC单顶置凸轮轴的设计◆★■┳。

                  L13A i-VTEC

                  然而对于12气门/16气门系统╀◇§§,巨大的缺陷是由于缸头的体积限制╂◇┳,因此气门的大小其实是受到巨大的限制。所以在低排量引擎上№╃╂◎,能够真正起到的效果是有所限制的╀┳╀◇╂。

                  这一款在亚洲风靡的引擎

                  i - DSI

                  所以┯№◆╀,搭载i-DSI系统的本田引擎△■※,其的潜力相当有限┯╂。

                  SOHC 1.6 VTEC

                  而诸如D系列或者L系列引擎┲╃◎,其使用的12气门/16气门或者1气门/2气门系统┯●№§,其实是通过更改气门大小来应对不同转速区间的引擎需求┯■№。

                  在L15A上的VTEC使用的是被称之为1气门/2气门系统┯◎★。

                  L13A i-VTEC

                  而对于使用了i-DSI的本田而言■◆◎■╂,经济型是重中之重!换句话说△◎■,i-DSI仅仅注重低转速和中转速下的输出╂◆※※,完全忽略了高转速┲■★◎,因此i-DSI引擎的红线往往只有可怜的6000rpm№◆╃。

                  气门数目不变◎◆╃,也就意味着三摇臂VTEC引擎实际上是通过调节气门时间来应对不同转速下引擎的需求■╀。

                  最后┳┯┯●,奉送大家一份绝美Fit图赏

                  换句话说◇№┳,在这个基础之上╃■★№§,只需要足够的调教●■※,三摇臂布局的VTEC也可以成为经济取向◇╂╂◆△,而12气门/16气门系统的VTEC也可以成为赛道取向的设计┲╃◎。

                  新思域突然就火了起来

                  这样看来◇┲◎╀★,即使是采用SOHC★◇●△,每缸两气门结构的L15A i-DSI也不是那么落后┯●№┳。

                  不在最佳的位置的活塞就会浪费燃烧时候的做功┳◇△,更可怕的是会引起爆震△┳△╃╂。因此引擎在不同转速下会匹配不同的点火时间△§╀。

                  说回L15A引擎上╂※┲※。在低转速下§╃№※,一个进气气门完全关闭§╃●№,剩下一个才处于运行状态┲△★◎◇。因此在和特殊设计的进气╀◆■╂,活塞配合下╃※◇◇◇,能够在油气混合的时候形成湍流◆。

                  那么会有人问★◎◆,为何不在L15A上将i-DSI和12气门/16气门结合起来?这样也许动力能够翻倍┲┯┯●◎。问题就出在1.5L的排量上№┳。如果结合起来●●△◇,i-DSI需要两支火花塞●┲◎,而同时需要提供额外的16气门构造╃■●┳※,一台1.5升的引擎上是无法容纳如此之多的部件的■№●§№。

                  D16A6

                  但是换句话说△╀◆,三摇臂系统则因为恒定数量的气门№№┲,因此在低转速下能偶提供的输出简直是惨不忍睹┳§,而为了达到VTEC的效果┳※◆,车主必须要牺牲燃油性■┲★。以上两点是三摇臂VTEC心中的痛★╂◆。

                  相比于K系列1.6L到2.4L的排量§△,L系列则低了整整一个级别╂┯★,仅仅只有1.2L■┯┯★,1.3L和1.5L三个排量●╀┲,因此在整体代号上被命名为L12, L13以及L15╃◇◎。

                  对于L12№◇★╀┳,其分为L12A i-DSI和L12B i-VTEC┳╀※◇,L13也有类似的分类方式§★◇。

                  SOHC VTEC

                  而i-DSI则完美规避了这个问题△■。两个火花塞各负责不同时间不同区域的点火△◎§,一个靠近排气气门┲△§,一个靠近进气气门╂┲§。即使面对高转速的时候╂╃△,通过对点火时间的调整也能够获得最优化的输出№※╂┳╃。

                  而将以上两者结合起来╀§╂╀,你就会的拿一个非常紧凑的引擎燃烧室№╀╀。配合上良好的设计的活塞(本田在L系列的活塞使用了来自于type R技术的低阻力涂层)■●╀№,紧凑的燃烧室能够提供更好的燃烧效率┲◇┳,更好的燃烧效率意味着更大的马力■╀,本田的公式就是这么简单!

                  而对于大排量引擎§┯╂◎,DOHC和每缸四气门结构能够更好的帮助引擎高转速下的呼吸№◇●※,而由于大排量引擎本身就需要的体积★△§╀,DOHC引擎所需要的体积相比之下就微不足道╀╂。

                  比如说※┲※╃,对于经济取向的D系列引擎△★◎◇,其用的是12气门/16气门系统的VTEC引擎※§┳§┲。在低转速下使用12气门的方式来获得稀薄燃烧◆,或者用现在最流行的解释是层状进气/分层燃烧┲┯┯●◎,已达到经济性的目的◎◆。

                  其实№┳,SOHC不是一个落后的技术■№●§№,只要运用得到■┲★,仍然是杀手级技术●△§。对于SOHC设计的引擎★╂◆,由于一个凸轮轴可以直接驱动所有的气门╃◇◎,因此其提供一个极度紧凑的缸头蓝本■◎★。同时单凸轮轴设计能够提供一个非常紧凑的进气门和排气门的角度§★◇,从而进一步增加引擎的紧凑和轻量化■△┯■△。

                  L15A i-VTEC

                  同样△■,由于火焰燃烧的速度是一定的╂┲§,因此引擎转速越高№※╂┳╃,火焰燃烧速度不变№╀╀,则留给油气混合充分燃烧的时间越短╀╂,这也就是为何后期车商引入了提前点火这个技术╀※┲№№。

                  在L系列引擎上※§┳§┲,和i-DSI最大的区别则是VTEC使用了特殊的16气门设计◎◆,因此City VTEC曾经表示L15A VTEC是本田VTEC科技最新的版本╂★┳。

                  因此在转速升高的时候●△§,引擎会出现12气门开启■◎★,16气门开启■△┯■△,高升程凸轮轴介入这套行云流水一般的过程!而这套技术最终在12v/16v K系列引擎上发扬光大※┯※。

                  L13A i-DSI

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                  为了保证仍然有接近375cc的油气混合╀※┲№№,这意味着要么增大气门面积╂★┳,要么增加气门打开时间△╂△。

                  很多人留言给小C说本田怎么可能使用一款SOHC引擎作为高转速VTEC引擎┯┯№。

                  那么※┯※,为什么本田会放弃DOHC(双顶置凸轮轴)而在许多车型上甚至是赛用引擎上使用“落后的”SOHC(单顶置凸轮轴)技术呢?

                  今天我们的一个重点△╂△,则是L系列引擎上的i-DSI系统┯┯№,或者称为序列式点火╀┯★。而在日本则有着非常“中二”的名字:相位式点火■┲。

                  本文源自ASIA VTEC 和 WIKI百科

                  SOHC VTEC

                  当然

                  L系列是本田在2001年推出的全新四缸引擎№◇№╀┳。和几乎同年推出的K系列一起╀┯★,L系列和K系列共同组成了本田最棒的引擎系列┳╀※§。

                  极高的压缩比带来的问题就是巨大的爆震■┲,引擎爆震直接影响引擎的输出№◇№╀┳,寿命┳╀※§,以及舒适性△△╂,为了能够保证在高压缩比下仍然能提供可观的马力和寿命┲△§,本田引入了最新的技术i-DSI△△╂。这样★╃§,我们就回到了文章的开头┲△§。

                  但如果更换上竞技化的凸轮轴╃§╂╀,这样不同数目气门的开启会配合上竞技化气门开启时间■■№,达到不同转速下最大马力的压榨◇┯,这套12气门/16气门系统也可以成为赛用化的VTEC引擎★╃§。

                  L15A i-VTEC

                  在中等转速下╀╀,排气门火花塞相对更加延迟点火§┯╂◇,以匹配发动机转速╃§╂╀。在高转速下●◇●■╃,两个火花塞同时点火●◎※┯△,最大化优化引擎输出■■№。

                  最近

                  VTEC D15B

                  VTEC

                  ◆★■┳,◇┯。

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